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“5G+工业互联网”是我国工业振兴之本

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5G作为国家战略,不仅因为它是一项先进的移动通信技术,而是因为5G不论是其技术特性,还是应用场景,都直接影响着我国传统工业改造升级和现代工业体系跨越式发展的进程与效果。当前中美博弈,美国大范围封杀华为,其核心是基于5G与未来工业的融合发展所带来的工业科技、智慧科技之争。在德国完成了工业4.0改造,美国建立了自动化、智能化、现代工业体系后,中国5G的崛起,让全世界都看到中国正在由一个规模大、产出多、等级一般、科技化率较低的制造业大国,向现代化工业国家挺进的步伐和宏大的前景。这是一场科技竞争,现代工业智能化的控制权竞争,大国综合实力的竞争,全球产业链重新整合的话语权之争。其中, 5G+工业互联网的产业化推进,是5G战略和实施的核心内容。

为什么要强化5G+工业互联网

上世纪80年代托夫勒的《第三次浪潮》中文版在我国出版时,我们很少人知道什么是Internet的涵义,更难以想象互联网在我们的工作生活中的场景。托夫勒之所以能够展示出最初的互联网下的信息世界,很重要的原因是美国的现代工业水平,特别是航空、机械、能源、交通、电子、电力等工业的仪表化水平和设备中IT技术的集成水平,已经初步具备了与互联网技术的对接。此后,当后工业时代、第四次工业革命、第四次浪潮、信息经济这些概念不断渗透到中国的时候,中国和欧美国家在信息经济时代泾渭分明地走了两种不同的路径。欧美国家的互联网在应用初期就顺其自然地与相配比的工业体系融为一体,而我国在美国1990年提出信息高速公路时,传统落后的工业体系,特别是相对老旧的设备和生产流程,几乎难以与信息技术实现有效对接,因此,我国的互联网长期应用于公共消费领域,国家提出的工业化和信息化的融合,一直缺乏有效的载体。

近几年,我国新型制造业发展迅猛,有相当一批企业的设备水平,生产线技术等级、IT应用和企业内部的信息化管理建设及市场活动,都越来越多呈现出与现代移动通信技术、大数据管理、网络化建设的关联。特别是基于生产运营和生产流程中的物联系统优化,基于设备内部各个器件的监控、行为追踪、件组关联运行的优化和远程智能管理,已成为提升企业技术等级、优化设备运营效果、降低设备运营成本、优化生产流程、强化生产控制、创造企业新增长点和新收益点的关键。由此,我国已有一批企业具备了工业化和信息化融合发展的基础,在5G时代,5G+工业物联网,5G+工业互联网已是大势所趋。

在先后调研了国内数十家企业的5G应用场景和技术解决方案后,了解到这些企业通过与电信运营商合作,利用华为、中兴通信的设备,初步在工业物联、远程控制、人工智能与5G融合、大数据与可视化管理等领域,将固有的4G网传输升级为5G环境下的SA传输,在大连接、低时延、大带宽应用上,取得了一系列探索性的成就。在软件集成、成本集约、系统融合、机器连接、数据采集网关研发、互联网工业标识等诸多方面,取得良好的进展。

企业在5G+工业互联网的实践经验表明,5G的技术特征,比如大带宽、大连接、高速率,并不是5G最重要的技术突破。5G所以必须+工业互联网和工业物联网,是因为5G技术的最大突破是低时延、切片技术与边缘计算。而这三项突破技术最重要的应用场景,只有在现代智能工业中才能体现,才能发挥最大价值。当然,在远程医疗、远程资源勘探、航运、铁路、能源、石油、金融等生产型服务业中的应用也非常重要。但是,如果单纯地用于民用消费和一般公共服务,就可能是5G资源的浪费。

工业互联网与工业物联网相辅相成

严格地讲,我国目前真正的工业互联网应用,除了在航天等高科技领域外,在绝大多数制造和加工企业中,应用的等级、水平还处在初级阶段,大部分实施工业互联的企业所建立的仍属于工业物联网。

这种情景是与我国目前的工业化水平相关的。工业互联网的核心是工业生产过程中,设备内部各种元器件、电路、构建、辅助原料等的可数据化信息、集成于设备的硬件、软件的可数据化信息,以动态的、即时的、连续的、交叉互动的方式,通过识别系统,比如传感器等提取出来,再加上生产流程中的可数据化的动态信息,通过数据采集、识别、分析、控制,再赋予企业的生产管理工程中,利用大数据分析工具进行存储、分析、加工、优化和可视化,使最终的智能信息可以供决策者在必要时,实时使用或直接实现智能决策。此外,工业互联网必须与企业优化的管理工程相对应,才可能实现最佳的经济效益和增量价值。即:5G+工业互联网+优化的管理工程。

显而易见,这对绝大多数企业而言难度很大。首先,我国制造企业的生产设备良莠不齐、标准不统一,可承载的数据采集条件不足,相关的识别系统、传感器落后,软件标准和相关协议混乱。此外,许多先进设备为国外进口,在设备采购中附有“设备内部电路、结构不可更改”等条款,也限制了企业设备内部数据的采集。

因此,目前的条件下,大部分试点企业建设的网络基本属于工业物联网。其与工业互联网相似的是,大部分企业完成了将传感器、仪器仪表嵌入机器并连入互联网,实现了设备的外部性能和生产流程的互联和管控,但是还难以将工业行业的设备、材料、产品以及系统信息等多方面的应用进行互融相通;对信息的感知能力、分析程度尚不能进行高性能的快捷计算;尚不能将网络化的定制协同能力和互联网智能化的技术融入到生产中,并由此构造一个生产制造先进的模式。

5G+工业互联网的技术经济思维

在经济学家的视野里,5G仅仅是一项技术,而不是产业;在技术专家的视野里,5G是以个完整地技术链条,是一个融合性的产业。不同的视野,决定不同的思维抉择。比如,在一些经济专家理解中,没有5G,工业互联网也可以通过其它的数据传输方式得以实现。同样,在一些技术专家的理解中,5G更像是一个宏大的基础设施建设工程,在统计5G的贡献率中,常以5G基站和网络建设对GDP的贡献率来评价5G的价值。经济专家和技术专家的不同认知,都应可能把5G+工业互联网的建设带入误区。因此,当前我们需要创建新思维,以技术经济的思维方式理解和认识5G+工业互联网的发展路径。

相对于经济学是“关于资源优化配置”的概念,技术经济学就是在传统工业生产要素实现可数字化后(物理性的、化学性的生产过程和设备行为),对生产型数字要素资源的优化配置,研判的是数据资源的采集、分析、控制、优化,以及反馈于生产行为的过程,是技术的演进行为对产品和生产流程的改变。5G与工业互联网的真正融合可谓是“技术经济学”的典型应用,是一种全新的技术和经济相结合的方式。

从技术经济学的角度来看,5G+工业互联网是要在技术优化、数据资源优化的基础上,实现经济要素的重新配置和优化。当前工业企业数字化指的是工厂内的设备、工业流程等生产要素能够转化为数据,通过5G、人工智能等新技术将数据提炼出来,再进行数据资源配置。目前,在我国工业领域,至少有20~30%的企业具备了数字化转型升级的能力,保守估计,有10%的制造业企业具备工业数字化的能力。

从技术经济的角度出发,需要解决以下几个方面的问题。一是各省市建设5G+工业互联网,要率先对同行业中企业的设备类型、等级、IT集成水平、仪器仪表等级、数据可提取环境、设备固有的传感和识别能力等,进行评估。应以条件优先企业作为试点企业的重点。

二是行业选择。根据行业特点,从生产流程的协同性出发,应优先在精密机械、工程机械、汽车、生物医药、能源、钢铁、电力、运输、大型设备制造等企业中,选择试点企业。

三是应重点选择企业领导对5G+工业互联网认知度高,积极性高的企业进行试点。三一重工、湘潭钢厂等之所以试点效果显著,最主要的一点就是企业的第一把手对5G+工业互联网的认知非常高,企业有专门的研发团队和技术带头人。

四是5G+工业互联网,要在技术与经济环节,打通“数据鸿沟”,这也是以技术经济思维推进5G技术赋能的关键。目前,许多希望建设工业物联网或工业互联网的企业,严重缺乏相关的技术认知,企业的高级工程师能够设计整个工业流程架构,但是不懂生产流程中各个节点的可数据化连接图和架构图的描述与编制;电信运营商可以为企业制定无缝覆盖的移动网布网方案,但基本不清楚企业可数据化生产流程的系统架构与移动网的关联如何规划;华为、中兴等设备提供商只懂得企业云和相关设备的“基础设施建设”,但对设备解决方案与企业的实际生产流程脱节严重,大部分“云”仅仅具备“数据仓库”功能,不具备“企业数据处理加工”能力;软件提供商因为企业不能提供一体化的系统数据解决思路和架构,基本是分块为企业物联网设计软件,导致软件协议、标准、互联、集成存在诸多问题,并导致企业软件开法投资大,成效低。因此,解决这类“数据鸿沟”就必须用技术经济的方法进行系统化的设计,真正将数子经济的信息链与固有的生产链条融合规划,融合设计,协同建设。

如何推动“5G+工业互联网”创新融合发展

第一,以技术经济的方法,解决5G+工业互联网的协同发展。所谓协同,就是按照技术经济的链条,在国家级的规划设计中,要将技术链条中的识别技术、传感器、可视化技术、设备链接技术、仪器仪表等可集成化的数据采集技术等,统一作为5G技术赋能的一体化技术解决方案予以考虑和规划,国家的相关扶持政策和专项资金的支持要协同制定,避免出现政策条块和资金支持的条块,以此提高政策效果和资金扶持效果。

第二,5G+工业互联网的试点与建设,要避免“一刀切”、一个模式。对不具备条件的企业,地方政府不应“凑数”,不应搞“形象工程”。要通过科学引导,冲破5G+工业互联网的雾里看花,要抓重点,抓时效,以重点突破,重点引导,提高企业的认知和主动性。企业工业物联网、工业互联网的建设,必须考虑经济收益,考虑并处理好短期投入产出效果与中长期效益的关系,近期,仍需要以“低成本建设拉动企业收入新增长点”为原则。

第三,国家应加大对工业互联网软件研发的扶持力度,提高自主研发能力,提高软件集成能力。特别是对民营软件开发公司的创新和应用,予以专门支持,改变目前一些从事工业互联网软件研发公司高级软件工程师的“技术民工”的状况。

第四,明确工业互联网应用过程中的知识产权。我国很多优秀的制造企业使用的设备大多是国外制造的,为避免知识产权纠纷,应该在建设工业互联网的时,对工业设备进行一次系统的普查,明确工业设备的自主可控性,通过有效谈判和知识产权的授权使用,合理合法利用数据资源。

第五,建议有管部门组织专门力量,选择重点企业,对企业高层领导进行系统化的知识培训,提升企业领导对5G+工业互联网的认知水平。

(国家发改委经济体制与管理研究所产业室  史炜)

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